射流式自吸泵進口流場的數(shù)值模擬

脈沖射流相對于恒定射流可較大程度提高液氣射流泵效率,利用計算流體力學(xué)軟件fluent對脈沖液氣射流泵內(nèi)部流場進行數(shù)值模擬和分析。首先研究在脈沖射流情況下,停止工作射流后液氣射流泵內(nèi)部流場的狀況;然后對相同工作條件、不同脈沖頻率下的液氣射流泵進行數(shù)值模擬,并研究分析各個脈沖頻率下液氣射流泵效率,得出最佳工作頻率。

采用雷諾時均n-s方程和rngk-ε湍流模型,使用多相流模型中的混合物模型,通過商用軟件fluent,對自吸時旋流自吸泵內(nèi)氣液兩相流場作了數(shù)值模擬.在對蝸殼流道和葉輪流道進行網(wǎng)格劃分時,尺寸扭曲率為0.78.根據(jù)模擬結(jié)果,將泵內(nèi)兩相流場的靜壓分布,與單液相時的靜壓分布作了對比,并比較了葉輪內(nèi)氣相與液相相對速度的分布情況.另外,對含氣率的分布情況作了分析.結(jié)果表明,自吸時氣液兩相狀態(tài)下的靜壓稍小于單液相狀態(tài)下的靜壓;泵內(nèi)的主要流動是液相通過相間作用夾帶氣相的流動,液相速度略大于氣相速度;靠近泵出口的兩個葉道內(nèi),有氣相的積聚,含氣率較高.

目前,廣大農(nóng)村仍普遍使用井水,以前使用的潛水泵,由于工作時放在水中,密封問題很難解決,安全性較差,故障率高,對于廣大農(nóng)民來說,維修很困難,因此迫切需要一種新型的水泵。微型回流式自吸泵在設(shè)計中很好地解決了自吸功能,因而完全可以代替潛水泵。為了解決水泵的自吸問題,現(xiàn)提出一種新的設(shè)

基于大渦模擬方法,設(shè)定適當?shù)倪吔鐥l件,利用三維非結(jié)構(gòu)四面體網(wǎng)格進行網(wǎng)格劃分,采用有限體積法對控制方程進行離散,應(yīng)用cfd軟件fluent對旋流自吸泵的內(nèi)部三維湍流流場進行數(shù)值計算,得到泵內(nèi)部流場的分布情況以及突臺附近區(qū)域的流動情況.為了研究突臺結(jié)構(gòu)對性能的影響,對應(yīng)不同突臺結(jié)構(gòu),分別計算了不同工況下的流動情況,預(yù)測旋流自吸泵的宏觀性能并繪制了性能曲線.通過對數(shù)值模擬結(jié)果的分析和對比,在獲得旋流自吸泵宏觀性能曲線的基礎(chǔ)上,分析突臺附近區(qū)域的內(nèi)部微觀流場與宏觀外部特性之間的關(guān)系.結(jié)果表明,突臺結(jié)構(gòu)對揚程、效率影響較大,而對于功率影響較小.基于cfd輔助設(shè)計,通過對突臺尺寸參數(shù)不同方案的性能的對比分析,獲得突臺尺寸參數(shù)的最佳值,從而為泵的改進設(shè)計提供參考.

采用mixture多相流模型、realizable湍流模型與simplec算法,應(yīng)用cfd軟件fluent對內(nèi)混式自吸泵自吸過程的氣液兩相流進行了數(shù)值模擬。通過分析不同含氣率條件下流場的壓力分布、速度分布、氣相分布,探討了氣液兩相介質(zhì)在泵內(nèi)的運動情況,一定程度上揭示了內(nèi)混式自吸泵自吸過程的內(nèi)部流場變化規(guī)律,為自吸泵的設(shè)計提供更多的參考依據(jù)。

采用三維造型軟件創(chuàng)建了射流式自吸噴灌泵全流場,運用fluent軟件模擬了泵在回流閥關(guān)閥、回流閥開啟2種情況下的內(nèi)部流場,預(yù)測了泵的揚程、效率。并對泵在回流閥關(guān)閥、開啟2種情況下分別進行試驗,結(jié)合數(shù)值預(yù)測結(jié)果與試驗結(jié)果分析回流閥對泵性能的影響。結(jié)果表明,回流閥對泵的揚程、效率影響較大。

射流式自吸噴灌泵回流閥的研究

采用大渦模擬方法,運用cfd軟件cfx對設(shè)計工況下的立式導(dǎo)葉自吸泵內(nèi)部三維不可壓縮湍流流場進行數(shù)值模擬,得到了其內(nèi)部流場的壓力分布和速度分布情況。對立式導(dǎo)葉自吸泵內(nèi)部流場的相對速度分布和壓力分布進行分析,對模型泵進行性能預(yù)測,得到了性能預(yù)測曲線,并進行了性能試驗。將預(yù)測結(jié)果與試驗結(jié)果進行對比,說明大渦模擬法能夠較準確地預(yù)測立式導(dǎo)葉自吸泵性能和內(nèi)部流動特性,為立式導(dǎo)葉自吸泵的設(shè)計研究提供參考。

全射流噴頭旋轉(zhuǎn)過程中通過靜片和動片改變進口截面調(diào)節(jié)流量壓力,使其達到變量噴灑的效果。應(yīng)用fluent軟件,采用標準湍流模型對噴頭進行三維數(shù)值模擬,分析了進口邊界條件,計算不同旋轉(zhuǎn)角度下噴頭內(nèi)部流場變化,得到動靜片下游壓力隨旋轉(zhuǎn)角度的增大而增大,動靜片間軸向間隙對壓力變化影響較小,通過出口流速計算射程值與試驗進行對比,得到試驗值與模擬值基本一致。

基于射流的湍動特性,應(yīng)用fluent對冰粒氣射流噴頭內(nèi)流進行數(shù)值模擬。分析了射流壓力對內(nèi)流連續(xù)相軸向速度和軸向動壓強及射流壓力和粒徑對彈丸軸向速度的影響。結(jié)果表明,當射流壓力增大時,氣體噴嘴出口處和彈丸噴嘴出口處的軸向動壓強也隨著增大;當射流壓力增大時,氣體噴嘴出口處和彈丸噴嘴出口處的軸向速度也隨著增大;粒子速度隨著射流壓力的增大呈現(xiàn)先增大后減小的趨勢,隨著粒徑的增大呈現(xiàn)減小的趨勢,但最大值均出現(xiàn)在磨料噴嘴出口處。

湍流式冷卻器流場壓力場數(shù)值模擬——利用棒材軋后控制冷卻可以在棒材表面形成回火馬氏體，改善其組織和力學(xué)性能。運用流體力學(xué)分析軟件fluent，對湍流式冷卻器流場壓力場進行數(shù)值模擬，分析比較對稱和非對稱湍流式冷卻器內(nèi)冷卻水的流場、壓力場和溫度場的分布，...

文章對在污水廠加藥系統(tǒng)中射流泵的應(yīng)用進行性能研究,采用fluent6.2軟件對實況下射流泵三維流場進行數(shù)值模擬,并對計算結(jié)果進行性能預(yù)測。對于了解射流泵內(nèi)部流動狀況,提高在實際應(yīng)用中射流泵的效率,為射流泵的進一步研究提供可靠依據(jù)。

利用計算流體力學(xué)(cfd)方法對有擋板條件下的槳式和穿流式攪拌器槽內(nèi)流場進行了三維數(shù)值模擬。在模擬的條件下,穿流式攪拌器提高了攪拌槽內(nèi)的剪切速率,能夠增強槽內(nèi)流體的湍動,同時也加強了攪拌槽底部的流體流動。實驗和模擬都發(fā)現(xiàn)在雷諾數(shù)較低時,兩者的功率準數(shù)相當,隨著雷諾數(shù)的增加有孔平槳的功率準數(shù)下降。并且發(fā)現(xiàn)單層四葉有孔平槳和雙層二葉有孔平槳的功率準數(shù)模擬相對誤差小于單層二葉有孔平槳的模擬誤差。總體來說模擬值與實驗值吻合還是較好,所以cfd方法的能夠用于穿流式攪拌器的優(yōu)化設(shè)計。

文章對在污水廠加藥系統(tǒng)中射流泵的應(yīng)用進行性能研究,采用fluent6.2軟件對實況下射流泵三維流場進行數(shù)值模擬,并對計算結(jié)果進行性能預(yù)測。對于了解射流泵內(nèi)部流動狀況,提高在實際應(yīng)用中射流泵的效率,為射流泵的進一步研究提供可靠依據(jù)。

針對傳統(tǒng)的自吸式離心泵存在的結(jié)構(gòu)復(fù)雜、自吸時間過長、工作效率較低等缺點,通過結(jié)構(gòu)的改進,設(shè)計了一種新型離心泵外循環(huán)射流自吸裝置,該裝置是在普通離心泵的進口管路和出口管路間增設(shè)了一個射流和汽水分離裝置,根據(jù)水射流的卷吸原理實現(xiàn)泵的自吸功能.本文主要介紹了該射流自吸泵的各結(jié)構(gòu)組成及其工作原理.

介紹一種新型射流式自吸離心泵的工作原理及結(jié)構(gòu)。射流器中噴嘴的高速射流效應(yīng)使泵的進口形成真空,液體被吸上來,泵完成自吸過程,消除了普通離心泵不能自吸的缺陷。正常運行時閥關(guān)閉,射流器停止工作,泵的效率提高了3%以上。敘述了射流式自吸離心泵的設(shè)計方法,并對泵的性能進行了試驗分析,給出了結(jié)果,最后總結(jié)了泵的優(yōu)點。

利用pro/e軟件建立噴嘴內(nèi)部流場的幾何模型并進行網(wǎng)格劃分,然后利用fluent軟件進行數(shù)值模擬并對模擬結(jié)果進行分析。

通過分析50pg-28自吸泵結(jié)構(gòu)和自吸性能的不足,對自吸泵的壓水室進行了改進:由正導(dǎo)葉式環(huán)形流道改進為由正反導(dǎo)葉組合式流道,使氣水分離更加充分,達到提高自吸性能的目的。采用加大流量設(shè)計法對新型射流式噴灌自吸泵的葉輪、壓水室進行了水力設(shè)計。并通過更換不同噴嘴直徑進行了自吸性能的對比試驗,其中4號噴嘴在5m時自吸時間為58s,自吸性能最優(yōu)。泵的試驗結(jié)果表明,泵的效率為67.12%,效率高,高效區(qū)范圍寬,性能曲線平坦。

為研究玻璃珠彈丸在后混合水射流噴丸噴頭內(nèi)的運動軌跡和速度特性,根據(jù)液固兩相流動的拉格朗日離散相模型,應(yīng)用fluent軟件對噴頭內(nèi)液固湍流進行了數(shù)值模擬,得到了連續(xù)相的軸向速度和軸向動壓強,獲得了彈丸的運動軌跡和彈丸的軸向速度隨行程及時間的變化規(guī)律。結(jié)果表明,連續(xù)相在噴頭混合室入口處存在環(huán)形回流區(qū),在混合室內(nèi)呈非對稱流動;彈丸在噴頭內(nèi)的軸向速度沿行程分為4個階段,依次是彈丸在混合室內(nèi)的回流段、彈丸第1次加速段、彈丸在環(huán)形回流區(qū)的減速段和彈丸第2次加速段,其在彈丸噴嘴出口截面上靠近軸心的軸向速度達到連續(xù)相軸心最大軸向速度的94.77%。

用pro/e軟件建立噴頭內(nèi)流道的三維實體模型,選擇rngk-ε模型在cfd軟件fluent中模擬了雨鳥30psh型搖臂式噴頭在10種入口壓力和4種主噴嘴直徑組合下的內(nèi)流道流場,分析了噴頭主副噴嘴的流量、入口壓力與出口平均速度等參數(shù)的關(guān)系。研究結(jié)果表明:主噴嘴直徑增大時,副噴嘴流量幾乎不變;主、副噴嘴的流量分配比例由主噴嘴直徑?jīng)Q定,與入口壓力無關(guān)。入口壓力增大,主噴嘴出口平均速度增大,但副噴嘴出口平均速度不變。噴頭主、副噴嘴的平均湍動能隨入口壓力增大而增大,不受主噴嘴直徑變化的影響。主噴嘴出口靜壓力、湍動能和速度的標準差、副噴嘴出口靜壓力標準差與入口壓力近似成正比;而副噴嘴出口湍動能和速度的標準差隨主噴嘴直徑或入口壓力增大產(chǎn)生較大的無規(guī)律變化。噴頭內(nèi)流道流場的可視化結(jié)果顯示噴頭副噴嘴與彎管連接處靜壓力較大,接近噴頭入口靜壓力。

運用cfx流動軟件的滑移網(wǎng)格和標準的k-ε湍流模型對工業(yè)中常用的dl型多級沖壓離心泵整級進行了全三維瞬態(tài)流場的數(shù)值模擬,分析泵內(nèi)葉輪與導(dǎo)葉間的動靜干擾問題?；凭W(wǎng)格分別設(shè)置在多級離心泵葉輪出口、固定導(dǎo)葉入口與泵內(nèi)流體之間的交互界面,對每個時間步求解流動方程。在任一個葉輪旋轉(zhuǎn)周期內(nèi),分析葉輪入口和出口的總壓值出現(xiàn)脈動信號頻率與葉輪葉片數(shù)的關(guān)系。分析了葉輪入口和出口處總壓波動的幅度。該三維非穩(wěn)態(tài)模擬結(jié)果為多級沖壓離心泵的水力優(yōu)化設(shè)計提供了依據(jù)。

軸流式止回閥的數(shù)值模擬 楊國來，伍國果,劉小熊，曹文斌,許敏影 （蘭州理工大學(xué)能源與動力工程學(xué)院，甘肅蘭州730050） 摘要：為完成對軸流式止回閥的性能研究，利用solidworks造型軟件對其進行造型，然后將造 型導(dǎo)入到icem中進行網(wǎng)格劃分，通過fluent對止回閥的壓力降、動態(tài)響應(yīng)進行數(shù)值模擬，并對計 算結(jié)果進行全面分析，得出軸流止回閥具有節(jié)能、較好的防水錘等優(yōu)點；應(yīng)用fluent對幾種流速工 況下的流動進行計算，并與相應(yīng)的試驗結(jié)果作對比，對比結(jié)果表明兩者比較接近，驗證了cfd/cad 的結(jié)合在工程應(yīng)用中的有效性。 關(guān)鍵詞：軸流式止回閥；icem；數(shù)值模擬；fluent 中文分類號：th134 numericalsimulationforaxialflowcheckvalve yangguo-lai,wuguo-guo,l